CN1006097B - 磁盘再现装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁盘再现装置，它用于从一个磁盘中的若干磁道的一条磁道中再现信息信号，该装置包括一个转换器，它与若干磁道形成转换关系以便读出磁道的信息信号，一个与转换器相连接的检查电路用以检查信息信号的一部分以及一个与检查电路相连接的识别电路用以识别再现信息信号的特性。

Description

磁盘再现装置

本发明一般涉及一种磁盘再现装置，并且尤其是关于这样一种磁盘再现装置，其中，用于一种电子静物照像机的一个软盘（也称floppy disk）被用来作为存储某种数字数据等的一种媒介物。

一种属于现有技术的8英寸或5.25英寸软盘在其规格上已经标准化了，并且几乎所有的磁盘传动都是根据这种标准化的规格进行的。因此，在现有技术的系统下很难利用这种先有技术来实现高密度记录和/或再现。另外，由于在现有技术的软盘系统中一个磁盘的转速通常是每分钟300转或每分600转，因此就不可能实时地记录和/或再现一个模拟、视频信号。如果将视频信号数字化，该信号可以被记录和/或再现，但是由于软盘的容贮器外壳尺寸（8英寸或5.25英寸），一个软盘至多只能记录一个静像信息。另外，除一个模拟数字（A/D）转换器和一个数字模拟（D/A）转换器外，还需要一个帧储存器，这样，整个系统变得十分昂贵并且体积很大。

因此，利用现有技术软盘系统来记录和/或再现视频信号是不实际的。

因此，在一次日本电子静物照像机会议上提出了用一种2英寸软盘作为一种电子静物照像机的一个记录媒介物。图1是一张这种2英寸软盘的示意图，说明该软盘的一种整体结构。

图1中的参考数字1一般是指这种推荐的软盘，参考数字2是指装在该软盘中的一个磁盘。磁盘2的直径为47mm，其厚度为40μm，在磁盘的中心部分有一个盘心3，在该盘心上安装了一个驱动装置（未图示）的心轴。在盘心3上安装了一个磁性元件4，当磁盘2旋转时该元件4用来确定出一个转动位置。

参考数字5说明一个磁盘2的容贮外壳。该外壳5的尺寸为60×54×3.6mm，磁盘2在该容贮器内是可以自由地转动的。外壳5包括一个中心开口5A，通过该开口盘心3和磁性元件4暴露在外面。另外，外壳5还具有另一个开口5B，通过该开口，当记录和/或再现时一个磁头（未图示）同磁盘2相接触。当软盘不使用时，通过一个可滑动的防尘盖6将开口5B关闭。参考数字7说明一个计数盘，该计数盘使用来指示由一台电子照像机所拍摄的照片的数字，参考数字8说明一个钉式部件，该部件用来防止偶然发生的错录。当记录被禁止时，该钉式部件8被拿掉。

在记录时，在磁盘2的一个表面上可以同心地形成50条磁道，最外面的磁道为第一磁道，最内部的磁道为第50磁道。每个磁道的宽度为60μm。在两条磁道之间的防护带的宽度分别为40μm。

在拍摄一张照片时，磁盘2是以每分钟3600转（场频率）的速度旋转，并且将一个场的彩色视频信号记录在磁盘2的每条磁道上。在这种情况下，将要被记录下来的彩色视频信号如图2中所示。参照图2，一个亮度信号Sy调频为调频信号Sf，其中该信号的同步端电平为6Mz，白波峰电平为7.5Mz。考虑一个色度信号，在这里形成一条序列彩色信号Sc，它由一个红色差信号构成的调频信号（中心频率为1.2Mz）和由一个蓝色差信号构成的调频信号（中心频率为1.3Mz）组成。通过叠加调频彩色信号Sc和调频亮度信号Sy所获得的一个信号Sa被记录在磁盘2上。

如上所述，图1中所说明的软盘1在作为50个彩色视频信号的记录媒介物时具有一个适宜的尺寸、功能或特征。

然而，由于软盘1首先被标准化，以便记录和/或再现模拟彩色视频信号（如上文所述），所以不能顺利地处理数字数据。例如，如果将数字数据转换成准视频信号，然后记录在软盘1上（如同一种用于一台磁带录像机的声频脉冲编码调制处理机），则软盘1用来储存原数字数据的储存容量较小，另外还存在很多问题，例如一种数据与一个现有的8英寸或5.25英寸软盘之间的兼容性，广播系统的某种差异，某种放大的电路比例等问题。

作为一种选择，可以作这样的考虑：当彩色视频信号被记录在软盘1或从软盘1中再现时，可以根据上述的规格进行，而当数字数据进行记录和再现时，可以根据现有技术软盘的规格进行。在这种情况下，尽管当软盘从视频信号的角度考虑具有一种相当高的记录密度，但从数字数据的角度看，它是一种低记录密度软盘，这样软盘1是不能使用的。

当视频信号和数字数据在混合状态下记录在一个软盘1或从其中再现时，两种信号在占用的频带和特征方面有很大的区别，这样，由于一台电磁转换器的特征，一个磁头的接触状态等等，要在最佳状态将视频信号和数字数据一同记录和再现是困难的。另外，当视频信号和数字数据在混合状态下记录在一个软盘1或从其中再现时，用于转动软盘1的驱动构件在数字数据的情况下每分钟的转速为300转（600转），在视频信号的情况下每分钟的转速为3600转，这样，当软盘1的转速选择变换时会存在很多问题，例如，在随动系统稳定之前的几秒钟里软盘1不能进行存取，制造成本增加等问题。

因此，可以考虑软盘1使用下面的形式以便也可以恰当地记录和再现数字数据。

在图3A中，参考数字2T说明磁盘2中的一个磁道。该磁道2T在磁盘的圆周方向以90°等分为4个区间，其中磁性元件的参考数字为4。划分的四个区间中的每一个被称为一个组合单元BLCK（Block BLCK），含有磁性元件4的区间的组合单元BLCK以单元0表示，随后的三个单元依次表示为单元1，单元2和单元3。

如图3B所示，在每一个单元中，一个4°区间在一开始就表示为一个间隙区间GAP，在读数和记录时该区间提供了一个边缘。随后的1°区间表示为一个脉冲区间BRST。在这种情况下，在组合单元0内间隙区间GAP的中心相当于磁性元件4的位置。脉冲区间BRST是这样一种区间，在该区间中记录和/或再现一个脉冲信号，该信号是作为：

1.一个前置信号;

2.一个关于一个被记录信号的某种记录密度的指示信号。

3.一个识别信号，指示出被记录的信号是一个数字信号。

在脉冲区间BRST的后面是一个关于一个索引信号INDX的区间。在这种情况下（如图3C所示），索引信号INDX包括一个8毕特的识别信号，一个8毕特的编址信号IADR，一个40毕特的保留信号RSVD和一个8毕特的检查信号ICRC。识别信号FLAG用来指示磁道2T（组合单元属于该磁道）是否有不良情况或者磁道2T是否已退磁等等。编址信号IADR用来指示磁道2T的序数（1至50）以及组合单元的序数（0至3），检查信号ICRC是一个关于识别信号FLAG，编址信号IADR和保留信号RSVD的循环冗余校验码。

在索引区间INDX之后的区间被等分为128个区间，并且将一个称为一帧FRM的信号记录在这些区间中的每一个区间中，或从中再现。

如图3D所示，一帧FRM自开始按顺序包括一个8毕特的帧同步信号SYNC，一个16毕特的帧编址信号FADR，一个8毕特的校验信号FCRC，一个16字节（1个字节等于8毕特）数据DATA，一个4字节冗余或奇偶数据PRTY，另一个16字节数字数据DATA和另一个4字节冗余或奇偶数据PRTY。在这种情况下，校验信号FCRC是一个关于帧编址信号FADR的循环冗余校验码。数据DATA是原始数据，应通过一个主计算机或装置进行存取，并且该数据DATA在一个组合单元BLCK的数字数据的周期内进行交错。冗余数据PRTY是奇偶数据C₁和C₂，它是由关于一个组合单元（32字节×128帧）具有最小距离f的里德、索罗门编码理论产生的。

因此，一个组合单元，一条磁道2T和一个软盘1的数字数据容量分别为：

一个组合单元：4096字节（＝32字节×128帧）

一条磁道：16K字节（＝4096字节×4组合单元）

一软盘：800K字节（＝16K字节×50磁道）

一帧FRM和一个组合单元的毕特数为：

一帧：352毕特（8-16+8毕特+（16+4字节）×8毕特×2帧）

一个组合单元（仅仅是索引区间和帧区间）：45120毕特（＝352毕特×123帧）

然而在实际上，当数字数据记录在或从磁盘1中再现时，要求一个数字总值很小并且要求一个Tmin（最小过渡长度）/Tmax（最大过渡长度）很小，而要求一个Tw（窗容限）很大。这样，所有上述的数字信息要经过8/10（8至10）转换（其中Tmax＝4T）并且记录在软盘1上。当再现时，该数字信息要经过一个反向转换并且之后经过原有位号处理。

因此，在上述数据密度的情况下，在软盘1中毕特的实际数要乘以10/8，并且表示为：

1帧：440道毕特

1组合单元（仅仅是指数区间和帧区间）：56400道毕特。

这样，一个组合单元整区间的毕特数为59719道毕特（≌56400道毕特×90°/85°）。由于实际上每个区间的长度是由道毕特数目确定的（如上所述），所述帧区间的全角要略小于85°。

因此，软盘1通过数字信号存取的毕特率（通过8/10转换后的信号）为：

14.32M毕特/秒（≌59719毕特×4组合单元×场频）并且1毕特相当于69.8×10^-9秒（≌1/14.32M毕特）。

如上所述，根据图3所示的规格，在一个2英寸的软盘上可以记录或读出800K字节的数字数据，并且该容量要比现有技术的5.25英寸软盘的容量（320K字节）大两倍多。因此，这种2英寸软盘尽管尺寸小，但具有一种很大的容量。

由于磁盘2的转数与记录一个彩色视频信号的转数相同，当在混合状态下将一个彩色视频信号和数字数据记录在或从磁盘2中再现时，将要在磁盘2上记录或再现的上述两种信号在频谱等特性上是相同的，这样，他们可以在最佳状态下（如电磁转换特性，与一个磁头的接触状态等）记录在或从磁盘2中再现。另外，既使当两种信号在混合状态下记录在或从磁盘2中再现时，由于磁盘2的转换数不改变，所以没有必要提供额外时间来改变伺服电路，这样，两种信号可以直接交替使用。另外，由于磁盘2的转数是单一的并且一个诸如一个电磁转换系统或与其类似系统的机构其特征和功能是单一的，从价值的观点看这是有益的。

尽管图1中的软盘1是用于上述模拟信号的，如果在此应用图3的规格，软盘1可以作为一种下一代的软盘，从而达到一种新的效果。

另外还要提一下，对于现有技术软盘来说，介于软盘和外部设备之间的数据转换是根据磁盘的转速直接进行的，在它们之间没有利用缓冲储存装置。另外，将数据配置在软盘上，这样该数据便在软盘的一个扇形单元（其编址数据是顺序的）上记录或再现。换句话说，记录在软盘上的数据的时间顺序相对于原时间顺序是连续的。

然而，在上述的下一代软盘中，由于数字性记录的密度增高，所以需要更高的转换速度。另外，由于数据增加一个冗余位用于纠正错误并且靠交错进行再排列，因此，总数据的时间顺序相对于软盘的原时间顺序来说是非连续的。因此，在这种情况下软盘不能与外部设备连接。

因此，可以考虑在软盘和外部设备之间安装一个缓冲储存装置。然而，如果相应于软盘的记录方式，具有数据配置的数据记录在或从缓冲储存装置中再现，则从外部设备中显示的逻辑数据地址是非连续的。因此，当数据以一种直接储存存取方式进行转换以便高速转换数据的时候，由于数据必须以其地址连续的方式进行转换，该地址与缓冲储存装置不相匹配，并且因此该数据不能以高速进行转换。

为了克服上述的缺点，可以考虑在加奇偶数据C₁和C₂之后进行记录时，在错误纠正处理之后进行再现时，将缓冲储存器中的数据进行重新排列，以便储存在缓冲储存器中的数据的地址相对于时间顺序是连续的。然而，这就需要额外的存储容量和为重新排列数据所需的转换时间，所以这种办法是不可取的。

因此，本发明的一个目的是要提供一种磁盘再现装置，它可以适当地将一个模拟视频信号和一个数字数据区分开，这里，模拟视频信号和数字数据是在混合状态下记录在一个软盘上的。

本发明的另一个目的是要提供一种磁盘再现装置，利用这种装置，可以将各种不同的数据和信息有组织地进行连接和处理。

根据本发明的一种情况，有一种磁盘再现装置用以从一个磁盘的若干磁道中再现信号，该装置包括：

一个转换装置，它与若干磁道形成转换关系以便读出上述磁道中的上述信息;

与上述转换装置相连接的装置，用以检查上述信息信号的一部分。

与上述检查装置相连接的装置，用以识别上述再现信息信号的特征。

本发明的这些目的以及其他目的，特征和优越性将通过对推荐实施例的描述并结合附图变得十分清楚，在整个说明过程中，同样的参考数字代表同样的元件和部件。

图1是一张关于现有技术的软盘的示意图;

图2是一张波形示意图，说明色彩信号记录在图1的软盘中的一个例子;

图3A至3D是关于分别用于说明软盘的一种规格的示意图;

图4是一张系统方框图，说明根据本发明的一种磁盘再现装置的一个实施例。

现在，参照图4，在下文中对根据本发明的磁盘再现装置进行描述。图4是一张方框图，说明了一种根据本发明的磁盘再现装置的一种实施例。

在图4中，参考数字21表示一个重放磁头。在重放时，该重放磁头21通过软盘1的开口5B（如图1所示）与磁盘2相接触，这样重放磁头21便将记录在磁道2T上的信号再现出来。从重放磁头21上再现的信号通过一个重放放大器22被传送到一个亮度信号处理电路23，一个色度信号处理电路24和一个10-8（10至8）转换电路31。

当重放磁头21的再现信号是一个模拟信号（彩色视频信号）Sa时，亮度信号处理电路23将调频信号Sf从彩色视频信号Sa中分离出来，并且从已分离出的信号Sf中解调亮度信号Sy。然后，将这个已解调亮度信号Sy传输给一个加法电路25。与此同时，在色度信号处理线路24中，将线性连续信号从彩色视频信号Sa中分离出来，变为同时信号，经过频率解调和之后的正交两相平衡调制而由此成为一个美国全国电视系统委员会（NTSC）系统的载波色度信号。该载波色度信号也传输到加法电路25。

因此，在加法电路25中，载波色度信号被加在亮度信号Sy上，这样便在一个输出端26上形成了一种NTSC系统的彩色视频信号。

另一方面，当从重放磁头21上再现的信号是数字信号时，这种数字信号在8-10转换电路31上从一种序列数据转换为一种并行数据，并且转换为一种8毕特数字信号Sd。该信号Sd被传输到一个译码机32上，在这里，利用要译成8毕特的原并行数据的冗余或奇偶数据对数据DATA进行再交错和改错。该数字数据被传输到一个终端33。

这时，自放大器22的重放信号加到PLL（相位锁定环）电路35，以使它产生时钟脉冲。自PLL电路35的此时钟脉冲加到转换电路31和其它电路。

为了从重放磁头21辨别再现信号，本发明的磁盘再现装置进一步如下安排：

参考数字41说明一个磁头。该磁头41放置在与软盘1（图1）的磁性元件4的转动平面相邻的地方并且在软盘1每转动一圈便发出一个关于软盘1的转动相位指示脉冲。该脉冲通过一个波形放大器42传输到一个定时信号发生器43，之后，在磁道2T的每一个组合单元BLCK产生一个脉冲区间的窗指示脉冲WNDW。该脉冲WNDW和来自转换电路31的信号Sd被分别传输到一个“与”电路44。

参考数字45表示一个脉冲探测电路。该脉冲探测电路45由一个频率电压转换电路，一个水平探测电路等等构成并且与“与”电路44相连接，由此探测出脉冲信号BRST的出现或消失以及由脉冲信号BRST显示的记录密度。脉冲探测电路45产生了一个信号BRPR，在脉冲信号BRST出现时该信号为“1”，并且产生一个平行的探测信号DENS，该信号根据脉冲信号BRST所指示的记录密度来改变其值。此时，来自定时信号发生器43的脉冲WNDW被传输到脉冲探测电路45，作为其闩锁信号。参考数字46表示一个门电路。

另外，参考数字51表示一个同步信号分离电路，参考数字52表示一个同步脉冲探测电路。当亮度信号Sy从处理电路23中产生时，该信号Sy被传输到分离电路51并且从中获得水平同步脉冲。同步脉冲的出现或消失由探测电路52探测出，并且被探测出的输出信号YDET在水平同步脉冲出现的时候为“1”。因此，当亮度信号Sy从处理电路23中产生时，便形成了YDET＝“1”，并且该信号YDET作为探测信号用以探测亮度信号Sy的出现或消失。

参考数字61表示一个信号失落探测电路，该探测电路61与重放放大器22相连接。当从重放磁头21上再现的信号发生失落时（或者不存在再现输出信号的情况下），信号失落探测电路61产生出探测信号，该信号指示出出现信号失落。这个探测信号作为一个控制信号用作处理电路23的一个信号失落补偿线路（未图示），作为一个指示器指示译码机32的数字信号消失，作为一个重放磁头21的跟踪伺服信号等等。

因此，当从重放磁头21上再现的信号是数字信号时，脉冲信号BRST通过“与”电路44中的数字信号Sd产生，并且该脉冲信号BRST被传输到探测电路45，这样，便从探测电路45中产生出记录密度的指示信号DENS。该信号DENS被送到门电路46。

此时，由于亮度信号Sy未从处理电路23中产生，由此探测信号YDET为“0”，该信号YDET通过一个反相器49被传输到门电路46，作为它的控制信号。因此，来自探测电路45的记录密度指示信号DENS通过门电路46被送到一个终端47。

另外，在此时由于色同步信号BRST的存在，它的探测信号BRPR是“1”。该信号BRPR通过一个反相器55被传输到一个“与”电路53，并且未产生亮度信号Sy，这样它的探测信号YDET为“0”。该信号YDET被传输到“与”电路53，这样一个终端54的输出信号为“0”。

除此之外，在这时一个与信号DENS相同的信号从探测电路45被传输到PLL（锁相环）电路35并且锁相环或类似电路的分频率是根据记录密度控制的。

另一方面，当来自重放磁头21的再现信号是模拟信号（彩色视频信号）Sa时，亮度信号Sy的探测信号YDET变成“1”，并且脉冲BRST的探测信号BRPR变成“0”，这样“与”电路53的输出信号为“1”。

此时，由于形成YDET＝“1”，反相器49的输出信号为“0”，这样，在终端47不产生输出信号。

因此，在终端54的输出信号变成一个指示信号，指示出目前所再现的信号是彩色视频信号或数字信号。这样，当在终端54的输出指示信号为“0”时，该指示信号指示出目前所再现的信号是数字数据。此时，数字数据在终端33产生，记录密度的指示信号DENS在终端47产生。另外，当终端54的输出指示信号为“1”时，该指示信号指示出目前所再现的信号是彩色视频信号。此时，彩色视频信号在终端26产生。

另外，所再现的信号本身的出现或消失由探测电路61的输出信号查明。

如上所述，根据本发明，即使彩色视频信号和数字数据是在混合状态下被记录在软盘1上的，它们也可以被适当地辨别开。因此，由于模拟视频信号和数字数据可以由单一的媒介物和驱动装置进行处理，这样不仅用于电子静物照像机的盘壳和软盘壳成为一样的，而且还可以将各种数据和信息有组织地相互联接并且使用方便，成本低廉。

上述说明是针对一个本发明的推荐实施例，但是很显然，一个在本技术领域里具有一般技能的人可以实现各种变更和改变而未脱离本发明的精神或新颖构思的范围，这样本发明的范围应只是由权利要求所确定。

Claims (7)

1、一种磁盘再现装置用以从一个磁盘的若干磁道的一条磁道中再现出信息信号，该磁盘包括模拟信号磁道和数字信号磁道，该装置包括：

一个转换装置，它是与或能与若干磁道以转换关系配置，用以读出该磁道的该信息信号;

其特征在于还包括：

与所述的转换装置相连接的校验装置，用以校验该再现信息信号的各部分;以及

与所述的校验装置连接的识别装置，用以识别再现的信息信号的特性。

2、根据权利要求1所述的磁盘再现装置，其特征在于，其中所述的校验装置包括一同步分离器和一与所述的转换装置相连接的同步探测器用以校验该再现信息信号的同步信号的存在。

3、根据权利要求2所述的磁盘再现装置，其特征在于，其中所述的校验装置还包括与所述的转换装置相连接的脉冲探测电路用以校验该再现信息信号的脉冲信号的存在。

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